摘要:4.溶液中各种微粒浓度之间的关系 以Na2S水溶液为例来研究 (1)写出溶液中的各种微粒 阳离子:Na+.H+ 阴离子:S2-.HS-.OH- (2)利用守恒原理列出相关方程. 10电荷守恒: [Na+]+[H+]=2[S2-]+[HS-]+[OH-] 20物料守恒: Na2S=2Na++S2- 若S2-已发生部分水解.S原子以三种微粒存在于溶液中.[S2-].[HS-].根据S原子守恒及Na+的关系可得. [Na+]=2[S2-]+2[HS-]+2[H2S] 30质子守恒 H2O H++OH- 由H2O电离出的[H+]=[OH-].水电离出的H+部分被S2-结合成为HS-.H2S.根据H+守恒.可得方程: [OH-]=[H+]+[HS-]+2[H2S] 想一想:若将Na2S改为NaHS溶液.三大守恒的关系式与Na2S对应的是否相同?为什么? 提示:由于两种溶液中微粒种类相同.所以阴.阳离子间的电荷守恒方程及质子守恒是一致的.但物料守恒方程不同.这与其盐的组成有关.若NaHS只考虑盐本身的电离而不考虑HS-的进一步电离和水解.则[Na+]=[HS-].但不考虑是不合理的.正确的关系为[Na+]=[HS-]+[S2-]+[H2S] 小结:溶液中的几个守恒关系 (1)电荷守恒:电解质溶液呈电中性.即所有阳离子所带的正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总数代数和为零. :即某种原子在变化过程中数目不变. (3)质子守恒:即在纯水中加入电解质.最后溶液中[H+]与其它微粒浓度之间的关系式(由电荷守恒及质子守恒推出) 练一练! 写出0.1mol/L Na2CO3溶液中微粒向后三天守恒关系式.

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对于弱酸,在一定温度下达到电离平衡时,各微粒的浓度存在一种定量的关系.下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃).
电离方程式 电离平衡常数K
CH3COOH CH3COOH?CH3COO-+H+ 1.76×10-5
HClO HClO?ClO-+H+ 2.95×10-8
H2S H2S?H++HS-
HS-?H++S2-
K1=9.1×10-8
K2=1.1×10-12
H2CO3 H2CO3?H++HCO3-
HCO3-?H++CO32-
K1=4.31×10-7
K2=5.61×10-11
H3PO4 H3PO4?H++H2PO4-
H2PO4-?H++HPO42-
HPO42-?H++PO43-
K1=7.1×10-3
K2=6.3×10-8
K3=4.2×10-13
回答下列问题:
(1)当升高温度时,K值
变大
变大
,向各弱酸溶液中滴加少量NaOH溶液,K值
不变
不变
(以上选填“变大”“变小”或“不变”).
(2)在温度相同时,各弱酸的K值不同,那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系
在相同条件下K值越大电离出的氢离子浓度越大,所以酸性越强
在相同条件下K值越大电离出的氢离子浓度越大,所以酸性越强

(3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO3-、H2S、HS-、H3PO4、H2PO4-、HPO42-都看做是酸,其中酸性最强的是
H3PO4
H3PO4
,最弱的是
HPO42-
HPO42-

(4)同一多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着数量上的规律,此规律K1:K2:K3≈1:10-5:10-10,产生此规律的原因是
上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用
上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用

(5)请根据以上碳酸和次氯酸的电离平衡常数,写出在下列条件下所发生反应的离子方程式:
①将少量的氯气通到过量的碳酸钠溶液中
Cl2+H2O+2CO32-=2HCO3-+Cl-+ClO-
Cl2+H2O+2CO32-=2HCO3-+Cl-+ClO-

②在过量的氯水中滴入少量的碳酸钠溶液
2Cl2+H2O+CO32-=CO2↑+2Cl-+2HClO
2Cl2+H2O+CO32-=CO2↑+2Cl-+2HClO
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实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择.化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求.如图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:

(1)该产业链中属于高中阶段常见的在低温下能自发进行的反应是:
N2+3H2?2NH3或NH3+HNO3═NH4NO3
N2+3H2?2NH3或NH3+HNO3═NH4NO3

(2)已知该产业链中某反应的平衡表达式为:
K=
c(H2)c(CO)
c(H2O)
它所对应的化学反应为:
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)

(3)已知在一定温度下,
C(s)+CO2(g)?2CO(g)平衡常数K1
CO(g)+H2O(g )?H2(g)+CO2(g)平衡常数K2
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)  平衡常数K3
则K1、K2、K3之间的关系是:
K3=K1×K2
K3=K1×K2

(4)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题.已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
该反应的正反应方向是
放热
放热
反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为:
75%
75%

(5)从图1看出氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等.已知NO2和N2O4的结构式分别是.实验测得N-N键键能为167kJ?mol-1,NO2中氮氧键的键能为466kJ?mol-1,N2O4中氮氧键的键能为438.5kJ?mol-1.请写出NO2转化为N2O4的热化学方程式
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-57kJ?mol-1
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-57kJ?mol-1
.对反应N2O4(g)?2NO2(g),在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示.下列说法正确的是
D
D

A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(6)0.2mol/L的NaOH与0.4mol/L的上述产业链中一产品化肥硝酸铵溶液等体积混合后,溶液中所有分子和离子( 除水和氨分子外)等微粒从大到小的顺序是
c(NO3-)>c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3?H2O)>c(OH-)>c(H+
c(NO3-)>c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3?H2O)>c(OH-)>c(H+

(7)以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池,请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
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